探秘车联网技术——解锁智能出行新姿势

最近,小米汽车以其卓越的性能和极具竞争力的价格引发了广泛关注和预定。其亮眼成绩的背后,不仅是性价比与设计的胜利,更是车联网技术实现全面赋能的体现。今天,我们就来聊聊这项让汽车“会思考”“能对话”的“黑科技”——车联网。


1、让汽车变身“社交达人”的车联网是什么?

车联网(Internet of Vehicles, IoV)这一概念源于物联网的概念,也就是车辆物联网。它借助新一代信息通信技术,以行驶中的车辆为信息感知对象,进而实现车与X(即车与车、人、路、服务平台)之间的网络连接,旨在提升车辆整体的智能驾驶水平,为用户提供安全、舒适、智能、高效的驾驶感受与交通服务。同时,车联网还有助于提高交通运行效率,以及社会交通服务的智能化水平。

车联网的核心是把车变成一个能感知、会思考、可沟通的移动空间,从而让汽车与外界 “对话”。它并不只是简单地让车与车(V2V)连接在一起,还能实现车与人(V2P)、车与云平台(V2C)、车与路(V2R)、车与基础设施(V2I)以及网络(V2N)的连接,实现信息的交互共享。这就好比给汽车装上了 “智慧大脑” “顺风耳”和“千里眼”,让汽车从此融入一个庞大的智能网络之中。

以小米数字车钥匙为例,该功能依托小米智能卡平台,将车钥匙集成到手机、穿戴设备等移动智能终端里。这样一来,人们就无需担心忘带实体车钥匙,因为手机就能轻松实现车辆的开门、启动。

除此之外,其哨兵模式也是车联网技术的一大体现:该模式下,车辆能调用多个高清摄像头同时录制画面,根据威胁等级触发不同响应——从“可疑人员靠近”的初级警报,到“暴力破坏”时的自动录像并同步云端。车主可以通过小米汽车 App 远程查看车辆周围的实时状况,还能闪灯、鸣笛甚至远程喊话警告(声音会经过脱敏化处理)。这不仅为车辆安全提供了有力保障,也让车主随时掌握车辆动态。


2、车联网的通信方式

车联网依托通信技术,主要实现了“三网融合”,即将车内网、车际网和车载移动互联网进行融合。车跟车组成车际网,车网与互联网相连,三者基于统一的协议,实现V2X(X代表任何事物),也就是车连万物。

具体来说,车联网的通信方式主要包括:

车与云平台(V2C)
车辆通过卫星无线通信或移动蜂窝等无线通信技术,实现与车联网服务平台的信息传输,接受平台下达的控制指令,并实时共享车辆数据。

车与车(V2V)
车辆之间可以实现信息交流与信息共享,包括车辆位置、行驶速度等状态信息,这些信息可用于判断道路车流状况。

车与路(V2R)
借助地面道路的固定通信设施,车辆可以与道路进行信息交流,以监测道路路面状况,并引导车辆选择最佳行驶路径。

车与人(V2P)
用户可以通过Wi-Fi、蓝牙、蜂窝等无线通信手段与车辆进行信息沟通,从而能够通过对应的移动终端设备监测并控制车辆。

车内设备间的通信
车辆内部各设备间的信息数据传输,用于对设备状态的实时检测与运行控制,建立数字化的车内控制系统。


3、车联网背后的“黑科技”

① 射频识别技术

射频识别(radio frequency identification,RFID)通过无线射频信号实现物体识别,具有非接触、双向通信、自动识别等特点,是车联网体系的基础性技术。它通常与服务器、数据库、云计算等技术结合,组成庞大的物体识别体系。

② 传感网络技术

车联网服务依赖大量数据的支持,这些数据的原始来源正是由各类传感器进行采集。不同的传感器或大量的传感器通过采集系统组成一个庞大的数据采集系统,动态采集一切车联网服务所需要的原始数据,例如车辆位置、状态参数、交通信息等,为服务器提供数据源,在经过分析处理后为车辆提供优质服务。

③ 卫星定位技术

卫星定位技术如全球定位系统GPS以及我国自主研发的北斗卫星导航系统可以实现车辆的精确定位和导航,从而为智能驾驶、车辆跟踪和交通流量管理等功能提供基础数据支持。

④ 数据处理技术

人工智能算法(如深度学习、强化学习)和大数据技术(Hadoop、Spark)被用于分析海量交通数据,实现障碍物识别、路径规划和交通流量预测。边缘计算(MEC)的引入则降低了云端依赖,通过在网络边缘处理数据,显著提升了实时响应能力。

⑤ 新一代通信技术

车联网包括的通信技术主要分为短程通信与蜂窝网络两大方向。其中的短程通信技术如DSRC(基于IEEE 802.11p标准)和C-V2X(基于4G/5G)支持车辆与车辆(V2V)、车辆与基础设施(V2I)之间的低延迟、高可靠数据交互。C-V2X更是凭借其5G网络的超低时延(1ms级)、大带宽(10Gbps以上)和海量连接能力,在复杂城市交通和高速场景中更具优势。


4、车联网进化史

车联网的发展历程是一个伴随着技术进步和市场拓展而不断演进的过程。

20世纪90年代,车载通信系统(Telematics)作为核心,依托2G网络和GPS技术,提供了诸如紧急救援、远程诊断等基础服务,车联网雏形正式出现。但此时车联网系统功能单一,数据传输速度有限,更多聚焦于安全服务和基础导航,尚未形成完整的生态体系。

2000年中至2010年初, 3G/4G网络的普及显著提升了数据传输能力,车载传感器(如雷达、摄像头)和电子控制单元(ECU)的应用拓宽了技术边界,车联网正式进入起步阶段。实时交通信息推送、远程车辆控制(如远程锁车)等功能逐渐落地,车载娱乐系统开始集成互联网服务,例如宝马的iDrive和奥迪的MMI系统。与此同时,行业开始探索标准化路径,美国推动DSRC(专用短程通信)技术以支持车与车(V2V)、车与基础设施(V2I)的通信,欧洲则通过COMeSafety等项目构建安全框架,为后续发展奠定基础。

到了2010年中至2020年初, 4G LTE和5G技术的商用,解决了高带宽、低延迟通信的瓶颈问题;云计算与大数据技术的融合,则推动了海量数据的实时处理与分析,车联网迎来了快速发展期。V2X(车联万物)概念的兴起,涵盖了车与车、车与路、车与人的全方位连接,为车联网的发展注入了新的活力。自动驾驶技术的突破成为推动车联网发展的关键驱动力,特斯拉Autopilot、Waymo等依靠车联网实现了环境感知与智能驾驶。

同时,中国主导的C-V2X标准(基于蜂窝网络)逐渐替代DSRC,获得了全球的广泛认可。在政策层面,中国发布了《车联网产业发展行动计划》,欧美也加速了智能交通系统(ITS)的建设,车联网从技术试验走向了规模化落地,应用场景也扩展到了车队协同驾驶、智能交通信号优化等领域。

2020年至今,车联网已经步入了成熟与深度融合的新阶段。5G-V2X技术实现了毫秒级的通信速度,高精度地图与人工智能的深度结合,推动了自动驾驶技术向L4级迈进。其中,新能源汽车与车联网的融合尤为突出,为用户提供了更加智能、便捷的驾驶体验。与此同时,数据安全与隐私保护成为焦点,欧盟GDPR、《中华人民共和国数据安全法》等法规相继出台,推动行业规范化发展。

往大了说,车联网技术对整个交通系统也有着深远影响。通过车辆与基础设施的信息交互,交通信号灯可以根据实时车流量调整配时,提高道路通行效率,缓解交通拥堵。车辆之间的信息共享,还能提前预警潜在的危险,避免交通事故的发生,让出行更加安全。

2012年,中国电信加入车联网赛道,在上海建立车联网基地。近年来,在车联网领域的布局也不断加码。近日,与中国一汽深化合作,推动自动驾驶、车联网服务技术创新。在技术研发方面,发布“中国电信国际车联网连接管理平台”,还与比亚迪合作实现汽车直连卫星业务,拓展车联网技术应用场景。

未来,随着6G通信、量子技术的持续升级、应用场景的不断拓展以及产业协同的深入推进,车联网将彻底改变我们的出行方式,让出行变得更加智能、便捷、安全。 未来,远程驾驶甚至是自动驾驶,或将成为可能。当小米SU7 Ultra以350km/h的速度刷新纪录,我们见证的不仅是产品,更是一个“车联万物’的智能时代的到来。

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参考资料
1. 中国无线电管理微信公众号:5G科普系列《我和我的5G》| (四)5G应用篇之车联网,作者:马子健;
2. 鲜枣课堂:关于“车联网”的最强科普;
3. 井骁:浅析车联网技术与应用[J].上海汽车,2019,(4):9-12;
4. 翟冠杰:车联网体系结构分析及关键技术应用探讨[J].电子测试,2018,(23):76-77;
5. IT之家:《小米SU7遇“割胎刺客”!哨兵拍下惊魂全程,可得当心了》;
6. 北京日报客户端:《小米汽车2025年交付目标提升至35万台》;
7. [科普中国]-车联网,科学百科;

本文转自:中国电信博物馆,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。如不支持转载,请联系小编demi@eetrend.com删除。

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